Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
を防ぐことができる。

東日本大震災で発生した震災がれきの火災防止のために、現地調査に加えて、主に微生物の活動に伴って生じる発熱や、それに伴って生じるガスに焦点を当て測定を行った。熱分析と発生ガスの分析結果より、条件（適度な水分の存在・断熱状態・熱容量・空気流入量等）がそろえば、室温付近の貯蔵や堆積であっても、微生物の活動によって生じた熱が引き金となり火災に至る可能性があることがわかった。また、宮城県で製造された震災廃棄物を含むRPF固形燃料に関して、蓄熱発火に伴う火災の危険性を評価した。震災がれきやRPFの火災予防対策として、発酵しないように水が混入しないことや大量に堆積させないことが重要である。また、密閉空間で貯蔵する場合には試料によっては可燃性ガスや二酸化炭素を発生する場合もあるので、換気にも配慮すべきである。

一般廃棄物としての使用済み電気電子製品の排出実態調査結果、全国自治体を対象に実施した使用済み電気電子機器の収集・処理実態のアンケート調査結果を用いて、一般廃棄物処理における使用済み電気電子製品およびそれらに含まれる部品や金属類の収集・処理フローの概略を推定した。

自治体の分別状況調査の結果、年間1人あたり約2kgの使用済み電気電子製品が一般廃棄物として排出されていると推計された。この量は家庭からの電気電子製品の推計使用済み量(年間1人あたり約5kg)の約4割に相当し、残りの約6割は小売店や不用品回収業者など自治体以外のルートで回収されていると考えられた。自治体へ排出される使用済み電気電子製品の収集方法は全体の85%が粗大・不燃ごみ、収集後の処理方法は破碎が全体の8割、直接焼却と直接埋立がそれぞれ全体の5%前後と推計された。排出時に電池類が取り外されていない製品について、収集後に清掃センター等で取り外しを行っている自治体もあるものの、収集量全体の半分以上が取り外されずにそのまま処理されていると推計され、排出時の電池類取り外しの徹底に課題があると考えられた。

すべての種類の電池類に関する分別収集（排出）の方法を自治体がどのように周知しているかを知るために、東京都23区における分別方法を詳細に調査した。その結果、水銀の含有状況で異なる区が一部あるものの、乾電池は拠点回収か不燃ごみで収集されていた。ボタン電池と小型二次電池は店頭回収とされていたが、コイン型などのリチウム電池や自転車用バッテリーについては明確でなかった。多様な電池の種類に対するわかりやすい分別排出の方法が求められる。

消費者（一般家庭）から排出される有害危険な使用済み製品の分別排出にかかる基礎情報と課題を把握することを目的として、東京都における多様な排出経路について詳細調査を実施した。電池類の有害物質として、水銀非含有表示のマンガン電池、アルカリ電池は9割以上と多いが、6～10%程度はまだ水銀が含有されている可能性のある乾電池が排出されている。鉛についても、現在排出されている多くのマンガン電池には鉛が含有されていると考えられた。排出されている筒型アルカリ電池はまだ使用推奨期限を迎えていないものが大半であったが、逆に筒型マンガン電池と角形積層乾電池は1990年代を含め古い電池の排出が多い。乾電池回収拠点や不燃ごみなどの排出経路に対する、所定の対象外の電池類や異物の混入について、乾電池の重量が大きいためにそれらの重量比は小さいが、混入禁止の表示や、近い場所で一次電池、二次電池とボタン電池の回収ボックスの整備なども進める必要があると思われる。粗大ごみにおいても、電動アシスト自転車の二次電池や無停電電源装置由来ともみられる鉛蓄電池などが排出されていたため、今後のさらなる普及に伴った回収システムの構築が必要である。絶縁実施率は乾電池で2%（乾電池拠点回収に混入された二次電池で3.1%）と低かったために、絶縁実施の周知や回収場所でのテープ設置などが必要である。

事業者からの排出実態については不明な点が多く、不適正なルートへ流れたりする状況や要因などが十分把握できていないことから、事業者における電気電子機器等の保有および使用済み排出実態に関する調査を行った。保有状況を見ると、OA機器ではパソコン、パソコン用ディスプレイ（液晶式）、コピー機（複写機）・複合機が90%程度と高いことに加えて、無停電電源装置（UPS）も保有している事業所が46%に上っている。その他の機器として、事業所であっても家庭用機器の保有率は高く、家庭用冷蔵庫・冷凍庫で94%となっている。排出先では、コピー機、ファクシミリはリース会社が多く、リース分はリース会社に引き渡されている傾向が見える。その他では全体的に産業廃棄物収集・処理業者の割合が高い傾向にある。また、不用品回収業者という回答も多くの品目で5%前後存在する。乾電池と小型二次電池は自治体も3割程度あった。電池類の分別や自主回収制度は十分周知されていないことが伺えた。
処理施設における物質の挙動・取扱いとして、自治体の破砕施設における金属挙動については、破砕選別処理における産物の組成と物質収支から投入物の組成を推定すると、調査対象とした粗大・不燃ごみは重量で電子基板や電池類をそれぞれ1%弱含んでいたと考えられた。特に電池類について同施設では処理前に人手による取り外しを行っているものの、電池類を破砕選別処理の対象物から完全に除くことは難しい現状が明らかになった。また、粗大・不燃ごみを構成する素材・部品の破砕選別処理における分配率を推定したところ、全体的に使用済み電気電子製品のみの処理における過去の調査結果と同様の傾向を示した。電子基板は約40%が可燃残渣へ分配して焼却へ回っているとともに、約50%は不燃残渣へ分配して最終処分されていると推定された。また、今回の調査では電池類はほとんどが不燃残渣へ分配しており、破砕選別処理へ混入した場合には多くがそのまま最終処分へ向かうと考えられた。

一般廃棄物の熱処理（焼却および溶融）プロセスにおける投入物中の各元素の生成物への分配挙動について、熱力学解析により溶融プロセスのメタル相における金属の分配挙動解析を行った。解析の結果、溶融メタルは、Fe-rich相とCu-rich相の二相分離を起こしており、貴金属(Au,Ag,Pd)はCu-rich相に強い分配傾向を持ち、Ni,Cr,Si等はFe-rich相への強い分配傾向を有することが明らかとなった。これらの結果より、Cu-rich相を選択的に分離することにより、貴金属含有銅原料として高付加価値化の可能性があることが明らかとなった。

使用済み電気電子機器における取扱いを含めて、電池類を中心とした海外のリサイクルシステムについてレビューを行った。EU の WEEE 指令では、廃棄された機器を回収後、電池を事前分別し、電池は電池指令に則って処理する必要がある。欧米、台湾、韓国では、日本よりも対象の広い電池類を電池メーカーなどの経済的な負担でリサイクルされていることを把握した。2013 年 4 月から小型電気電子機器リサイクル法が施行されたが、回収や処理・リサイクルの段階における火災・爆発などの事故防止といった安全対策もあわせて考えるべきであることを指摘した。さらに、管理されたルート（システム）での対策強化とあわせて、金属スクラップなど管理されていない不適正なルートへの混入防止を兼ねた回収率の向上も見据えるべきである。

主に電池類を想定した回収・リサイクルにおける短期的課題と中長期的課題を、回収率向上、資源回収、有害物質管理、安全対策の目的別にまとめた。本研究における電池類などの調査結果を踏まえて、短期的課題として、有害危険な製品・部材に対する周知徹底、家庭・事業者に対する絶縁の協力依頼強化、前処理時の危険性への注意喚起、処理施設における火災防止対策（湿潤化、防火設備など）などを指摘した。中長期的課題として、家庭・事業者が排出しやすい回収システムの構築、小型電気電子機器リサイクル制度などでの電池類取外しなどの主体と手順検討、有害危険な部材（電池類など）の取外しが可能な製品設計、有害危険な取外しが困難な製品のメーカー・店舗による回収などを指摘した。

## 環境政策への貢献

金属スクラップ火災が港湾・船舶、および陸上で年間10件程度以上発生しているが、その多くは原因不明のまま終わっている。関係機関とも連携して情報共有に寄与するとともに、現場と実験から得られる火災メカニズムと予防方法の助言を行っている。危険性評価試験の結果からは、リチウムイオン電池、リチウム電池、トナー粉に対する火災発生条件と防止対策を示した。また、東日本大震災の仮置場で発生する火災に対して、微生物による原因を明らかにすることで、火災発生防止対策につなげた。

国内における使用済電気電子機器や電池類の排出・分別処理状況と処理プロセスを明らかにすることによって、それらに含まれる有害性・資源性物質の挙動と、その適正管理のための方策を示すことができた。環境省に対しては金属スクラップへの家電混入の実態や小型家電リサイクルに伴う電池類などの混入状況を提示することで、家電、小型家電のリサイクルにおける回収率向上や安全面などの配慮にも貢献している。

## 研究成果の実現可能性

主に電池類を想定した回収・リサイクルにおける課題として、実現可能性が高いものは7章に短期的課題として挙げている。すなわち、有害危険な製品・部材に対する周知徹底、家庭・事業者に対する絶縁の協力依頼強化、前処理時の危険性への注意喚起、処理施設における火災防止対策（湿潤化、防火設備など）、JBRCなどの既存回収システムの周知、バーゼル法などの運用強化（同法該当品リストの構築を含む）などを指摘した。中長期的課題として、家庭・事業者が排出しやすい回収システムの構築、小
型電気電子機器リサイクル制度などでの電池類取外しなどの主体と手順検討、有害危険な部材（電池類など）の取外しが可能な製品設計、有害危険な取外しが困難な製品のメーカー・店舗による回収などを指摘した。経済的インセンティブ、回収システムにおける有害物質管理フレームなどについては、具体的な改善内容を詰めた上で、経済性や社会的受容性もあわせてさらに検討が必要である。

## 結論

自治体・民間の処理施設や輸出現場などにおける火災・爆発事故や環境汚染について、事例を収集した。バッテリーやリチウムイオン電池の火災事例、ならびにトナー粉は粉じん爆発の事例が確認されたほか、保守点検不十分なバッテリーの火災が指摘された。金属スクラップ火災について、2012年度の発生が顕著に増えていた。金属スクラップの内容は工業系雑品の場合が多いが、家電が多く含まれる場合もある。火災原因については、通常は不明で終わることが多い。

電池類の中では、火災予防の観点から、角形積層乾電池、リチウム電池、リチウムイオン電池は注意が必要な対象とみられ、回収・処理における対策を検討するのが望ましいと考えられる。

廃棄物の火災危険性を大きく分けて次の3つの物品について調べ、火災予防に役立つ知見を得た。

まず、リチウムイオン電池およびリチウム電池については、加熱されると熱暴走を起こし、分解ガスを放出して火災拡大につながる危険性が高いことがわかった。また、リチウム電池は外部加熱によって激しく分解することが観察された。両者とも火災の延焼を促進させる危険性があるため、可燃物と隔離した状態に分別して保管することや、電池に強い衝撃を与えないことが火災予防上大切であることがわかった。

次に、トナー粒子は年々、微小化している。作業員の立ち入らない箇所の酸素濃度を下げるといった工夫である程度爆発を防ぐことができる。

東日本大震災で発生した震災がれきの火災防止のために、現地調査に加えて、主に微生物の活動に伴って生じる発熱や、それに伴って生じるガスに焦点を当て測定を行った。条件（適度な水分の存在・断熱状態・熱容量・空気流入量等）がそろえば、室温付近の貯蔵や堆積であっても、微生物の活動によって生じた熱が引き金となり火災に至る可能性があることがわかった。

自治体の分別状況調査の結果、年間1人あたり約2kgの使用済み電気電子機器が一般廃棄物として排出されていると推計された。この量は家庭からの電気電子製品の推計使用済み量(年間1人あたり約5kg)の約4割に相当し、残りの約6割は小売店や不用品回収業者など自治体以外のルートで回収されていると考えられた。自治体へ排出される使用済み電気電子製品の収集方法は全体の85%が粗大・不燃ごみ、収集後の処理方法は破砕が全体の8割、直接焼却と直接埋立がそれぞれ全体の5%前後と推計された。排出時に電池類が取り外されていない製品について、収集量全体の半分以上が取り外されずにそのまま処理されていると推計され、排出時の電池類取り外しの徹底に課題があると考えられた。

すべての種類の電池類に関する分別収集（排出）の方法を自治体がどのように周知しているかを東京都23区で調査した結果、乾電池は拠点回収か不燃ごみで収集されていた。コイン型などのリチウム電池や自転車用バッテリーについては明確でなく、多様な電池の種類に対するわかりやすい分別排出の方法が求められる。

東京都における多様な排出経路における詳細調査を実施した結果、マンガン電池、アルカリ電池の5〜8%程度はまだ水銀が含有されている可能性のある乾電池が排出されていると考えられた。所定の対象外の電池類や異物の混入を防止するため、近い場所で一次電池、二次電池とボタン電池の回収ボックスの整備なども進める必要があると思われる。粗大ごみにおいても、電動アシスト自転車の二次電池や無停電電源装置由来ともみられる鉛蓄電池などが排出されていたため、今後のさらなる普及に伴った回収システムの構築が必要である。絶縁実施率は乾電池で2％と低かったために、絶縁実施の周知や回収場所でのテープ設置などが必要である。

事業者における電気電子機器等の保有状況を見ると、OA機器ではパソコン、パソコン用ディスプレイ（液晶式）、コピー機（複写機）・複合機が90%程度と高く、無停電電源装置（UPS）も保有している事業所が46%に上っている。排出先では、不用品回収業者という回答も多くの品目で5%前後存在する。電
池類の分別や自主回収制度は十分周知されていないことが伺えた。

処理施設における物質の挙動・取扱いとして、自治体の破砕施設における金属挙動については、破砕選別処理における産物の組成と物質収支から投入物の組成を推定すると、調査対象とした粗大・不燃ごみは重量で電子基板や電池類をそれぞれ1%弱含んでいたと考えられた。特に電池類について同施設では処理前に人手による取り外しを行っているものの、電池類を破砕選別処理の対象物から完全に除くことは難しい現状が明らかになった。電子基板は約40%が可燃残渣へ分配して焼却へ回っているとともに、約50%は不燃残渣へ分配して最終処分されていると推定された。また、今回の調査では電池類はほとんどが不燃残渣へ分配しており、破砕選別処理へ混入した場合には多くがそのまま最終処分へ向かうと考えられた。

使用済み電気電子機器における取扱いを含めて、電池類を中心とした海外のリサイクルシステムについてレビューを行った。EU の WEEE 指令では、廃棄された機器を回収後、電池を事前分別し、電池は電池指令に則って処理する必要がある。欧米、台湾、韓国では、日本よりも対象の広い電池類を電池メーカーなどの経済的な負担でリサイクルされていることを把握した。2013 年 4 月から小型電気電子機器リサイクル法が施行されたが、回収や処理・リサイクルの段階における火災・爆発などの事故防止といった安全対策もあわせて考えるべきであることを指摘した。

主に電池類を想定した回収・リサイクルにおける短期的課題と中長期的課題を、回収率向上、資源回収、有害物質管理、安全対策の目的別にまとめた。短期的課題として、有害危険な製品・部材に対する周知徹底、家庭・事業者に対する絶縁の協力依頼強化、前処理時の危険性への注意喚起、処理施設における火災防止対策などを指摘した。中長期的課題として、家庭・事業者が排出しやすい回収システムの構築、小型電気電子機器リサイクル制度などでの電池類取外しなどの主体と手順検討、有害危険な部材（電池類など）の取外しが可能な製品設計、有害危険な取外しが困難な製品のメーカー・店舗による回収などを指摘した。
## 本文

### 1. 研究背景と目的

### 1.1 研究背景

自治体や民間の処理施設や輸出現場などで有害危険な製品・部材が不適切な取扱いを受けることによって、金属スクラップの火災を含む事故や、重金属などによる環境汚染を生じる事例がこれまで報告されてきた。具体的には、主として電気電子機器に含有される電池類・トナーや、水銀を含有する健康機器をはじめとして、十分な回収・リサイクルシステムがないために火災・爆発事故や環境汚染が懸念されてきた事例に注目する。

これらの有害危険な製品・部材に関しては、民間の自主的回収の対象を除いて、自治体ごとの分別・廃棄方法に委ねられることが多く、全国で統一的なフローや回収後の取扱い方法の多くは不明である。一方、処理・リサイクルの過程で火災・爆発事故や環境汚染が散発的に発生するものの、死傷者が出ずに甚大な被害にならないものが多いために、十分な原因究明や対策の検討ができていない。今後、各種処理施設で複合的な要因により大きな被害に至る可能性や、レアメタルを含む金属類の回収の必要性を考えれば、安全で効果的な回収・リサイクルシステムの構築が必要不可欠である。

本研究では、有害危険な製品・部材の特定の後、全国的なフロー調査、ならびに事故原因や金属挙動の解析を含む処理プロセスの調査などで得られた知見をもとに、短期的な目標として各種処理施設における安全管理指針や、中長期的な目標として、製造者への情報提供・提言が適切になされる回収・リサイクルシステムの提示を目指すものである。これは、有害危険な製品・部材による全国的な事故・環境リスクの低減に寄与できる点で社会的な貢献が大きい上に、実験による火災回避条件の特定、レアメタルを含む各種金属の回収効率の評価などを通じた、学術的貢献も大きいものと期待される。さらに、日本国内のみならず、回収・リサイクルシステムが整備されていないアジア諸国に対しても、有害危険な製品・部材に関する具体的な安全管理指針を含む提言を提供できることが期待される。

### 1.2 研究目的

自治体や民間の処理施設や輸出現場などで有害危険な製品・部材が不適切な取扱いを受けることによって、金属スクラップの火災を含む事故や、重金属などによる環境汚染を生じる事例がこれまで報告されてきた。具体的には、主として電気電子機器に含有される電池類・トナーや水銀を含有する健康機器をはじめとして、十分な回収・リサイクルシステムがないために上記の事故や環境汚染が懸念されてきた事例に注目する。本研究では、家庭や事業所から廃棄される有害危険な製品・部材を抽出し、火災事故や環境汚染に至る原因や現在のフロー・処理過程を把握するとともに、代替策として安全面や資源回収の観点からも望ましい回収・リサイクルシステムの構築を目的とする。以上より、処理段階での事故リスクを減少させるとともに、消費者の分別意識や資源回収効率が向上し、製品設計への提言も適切になされるリサイクルシステムの構築を目指す。
## 2 ．研究方法

### 2.1 事故事例の調査解析

自治体・民間の処理施設や輸出現場などにおける火災・爆発事故や環境汚染について、先行して構築した研究実績・関連データベースの活用とヒアリング調査によって、事例を収集し、関連品目、原因、被害状況などを解析した。被害の大きさや既存の回収・処理システムの整備状況を勘案して、主として電気電子機器に含有される有害危険な製品や部品を抽出した。

金属スクラップや廃棄物に関連した火災が発生した際には、情報収集と原因究明に努めた。

### 2.2 危險性評価試験

処理施設における火災・爆発事故などの危険性を評価するために、想定される各種処理・取扱い状況を模擬した危険性評価試験を行った。事故の原因究明と火災回避条件の検討を行い、事故防止対策を検討した。東日本大震災後に発生したがれき火災にも対応して、その原因究明を行った。

#### 2.2.1 リチウムイオン電池等の圧力容器試験器を用いた危険性評価試験

リチウムイオン電池が昇温し火災に至る危険性が考えられることから、平成24年度に圧力容器試験器を用いてリチウムイオン電池が昇温した場合の危険性を調べた。試作した試験装置を使うことで、コインタイプだけでなく、最大で単三程度までの大きさの電池類の危険性を明らかにすることができる。また、危険性の比較のために有機過酸化物で熱量計の標準物質として用いられているジ-tert-ブチルパーオキサイド（DTBP）（試料量：10g）についても測定を行った。

平成 25 年度はリチウムイオン電池の激しい分解が短絡等による電気エネルギーによるものか、あるいは反応性の高い物質による暴走反応によるものかを調べることを目的として、引き続き圧力容器試験器を用いた危険性評価試験を行った。また、圧力容器試験および示差断熱型熱量計によってリチウム電池（コイン型電池）の加熱分解を調べた。

#### 2.2.2 リチウムイオン電池等の落つい感度試験を用いた危険性評価試験

リチウムイオン電池が外部からの衝撃よって破壊され、火花および火炎を発生するかを落つい感度試験を用いて調べた。試験は JIS K 4810（火薬類性能試験方法）に規定する試験方法および火薬学会規格（IV）（感度試験方法）に従って試験を実施した。

#### 2.2.3 トナーの粉じん爆発に関する危険性評価試験

トナーの回収処理中に粉じん爆発が起きていることから、その対策のために最近使用されているトナーの実態、また、トナーの危険性評価の実験を行った。特に、粉じん爆発の防止を目的に雰囲気の空気（酸素）濃度を下げた場合の粉じん爆発の激しさの低下、必要着火エネルギーの増大への効果を調べた。

#### 2.2.4 東日本大震災後に発生したがれき火災の調査と蓄熱発火に関する危険性評価実験

2011 年（平成 23 年）3 月に起きた東日本地震以後、被災建物等から生じたがれきの処理が滞り、同年夏以降には被災地各地ではがれき火災が起こって対応に苦慮していた。そこで、平成 23 年度は現地を訪問して実態の調査およびがれきを採取し、火災原因の調査、対応策の検討を行った。原因の調査は、消防研究センターの熱分析機器（TG-DTA、C80 および TAM）を使用し、室温付近での微少発熱の検知によった。試料としては、採取物そのもの、採取物に水を加えたものおよび酸化エチレンガス（EOG）で滅菌したものを使用し、その差を調べた。

平成24年度は、がれき内部の温度が90℃程度まで上がり、危険な状況にあった石巻市のがれき置き場の現地調査を行い、また、がれき類(主に腐食した畳や木材チップ類)や、国立環境研究所より提供された模擬がれき類(稲わらペレットや剪定葉)の火災危険性について熱分析（TG-DTA、C80およびTAM）を行った。実験の詳細については、昨年度報告書を参照されたい。また、発生するガスについても、ガスク
ロマトグラフを使って分析した。

平成 25 年度は、宮城県で製造された震災廃棄物を含む RPF 固形燃料に関して、蓄熱発火に伴う火災の危険性を評価した。RPF (refuse paper and plastic fuel) 等の再生資源燃料は蓄熱により自然発火する危険性を有し、本研究で用いた RPF 固形燃料には震災廃棄物由来の有機物が含まれている。

### 2.3 国内における使用済み電気電子機器と電池類の分別・処理状況

有害危険な製品・部材として、主に使用済みの電池類と電気電子機器を取り上げ、国内フローの調査を行った。

#### 2.3.1 自治体における使用済み電気電子機器の分別・処理状況

一般廃棄物としての使用済み電気電子製品の排出実態調査結果、全国自治体を対象に実施した使用済み電気電子機器の収集・処理実態のアンケート調査結果を用いて、一般廃棄物処理における使用済み電気電子製品およびそれらに含まれる部品や金属類の収集・処理フローの概略を推定した。

まず、茨城県日立市において実施した使用済み電気電子機器排出実態調査の結果に基づき、自治体への年間排出量（一般廃棄物としての自治体による年間収集量）を推計した。また、一般廃棄物としての使用済み電気電子機器の収集・処理方法について全国自治体を対象に行ったアンケート調査の結果に基づいて、WEEEの収集・処理実態と傾向を再整理、分析した。さらに、排出から収集、一次処理、破砕選別以降の処理におけるフローを自治体別に推計し、合算することで日本全体のフローを推計した。最後の、この推計結果に使用済み電気電子機器や処理産物の金属元素含有量、処理プロセス内の金属元素分配率を用いて、使用済み電気電子機器が含有する金属元素の自治体ごみ処理におけるフローの試算を行った。

#### 2.3.2 自治体における電池類の分別方法の詳細調査

すべての種類の電池類に関する分別収集（排出）の方法を自治体がどのように周知しているかを知るために、東京都23区における分別方法を調査した。すなわち、各区における電池類を含む家庭ごみの排出方法や絶縁指示などの情報をホームページで調べ、すべての種類の電池類の分別方法について、可能な限り詳細な把握に努めた。

#### 2.3.3 自治体における使用済みの電池類と電気電子機器の分別排出状況の詳細調査

消費者（一般家庭）から排出される有害危険な使用済み製品の分別排出にかかる基礎情報と課題を把握することを目的として、自治体における多様な排出経路における使用済みの電池類と電気電子機器の詳細調査を実施した。すなわち、東京都および関係機関の協力を得て、不燃ごみ、粗大ごみ、小型電気電子機器回収、電池の拠点回収といった多様な経路で排出された電池類に対して、種類、個数・重量などの基礎情報を把握した。電気電子機器に電池類が装着（含有）されていた場合は、電池類と機器との組合せについても調査し、その記録を取った。排出された電池類について、有害物質の含有状況、所定の対象以外の電池類の混入、絶縁の実施状況、電気電子機器からの取外し状況などについて整理し、安全性、有害性、資源性の管理の観点から今後の課題を検討した。

#### 2.3.4 事業者における電気電子機器の保有および使用済み排出実態

使用済み電気電子製品の国内フローにおいて、事業者からの排出実態については不明な点が多い。そこで、事業者における電気電子機器等の保有および使用済み排出実態を把握するためのアンケート調査を行い、保有・排出状況、廃棄依頼先と選定理由などを把握した。これによって、使用済み電気電子機器の国内フロー把握に資する基礎情報とした。

### 2.4 処理施設における物質の挙動・取扱い

自治体の施設において使用済み電気電子製品を含む粗大・不燃ごみの破砕選別処理における産物の素
材・部品組成および金属含有量を調査し、粗大・不燃ごみの組成や処理における素材・部品や各種金属元素の分配挙動を推定した。また、熱処理プロセスにおける金属の分配挙動についても熱力学解析を行った。

### 2.5 安全で効果的な回収・リサイクルシステム

電気電子機器に利用される電池類を取り上げ、国内と海外における回収・リサイクルシステムを調査した。トナーについても、民間における処理施設での管理方法と通知などの関連規制を調査した。使用済みの電池類、電気電子機器に関する危険性評価試験や分別・処理状況の調査結果をもとに、有害危険な製品・部材の回収・リサイクルのための改善策を短期的目標と中長期的目標に分けて検討した。

以上の結果と考察を、3章～8章において示す。
### 3. 事故事例の調査解析

### 3.1 火災事故・環境汚染事例の収集

都内の火災事例を中心に調査した「廃棄物処理施設等に係る安全対策検討委員会」（2007）によれば、破碎処理に伴う異常現象の発火源としてはスプレー缶が多く含まれ、リチウム電池も散見されていた。(社)全国市有物件災害共済会(2009)が2009年にまとめたマニュアルでは、事故の根本原因の約7割が爆発・発火危険物の混入となっていた。先行研究「有害物質管理・災害防止・資源回収の観点からの金属スクラップの発生・輸出状況の把握と適正管理方策（2009～2011年度）」では、バッテリーとリチウム電池を含む電池類の発火可能性と、トナ一粉の粉じん爆発の可能性が指摘された。災害情報センターの災害情報データベースからは、バッテリーやリチウムイオン電池の火災事例、ならびにトナ一粉は粉じん爆発の事例が確認されたほか、保守点検不十分なバッテリー（無停電電源装置、UPS）の火災が指摘された。

環境汚染としては、2010年から2011年にかけて都内の焼却炉において排ガス処理装置出口の水銀濃度が自己管理値等を超えたためにごみ焼却の停止をされた事例があり、原因は不明ながら、廃業した事業者や一般家庭からの廃棄物が水銀の排出源となった可能性も疑われた（谷川,2011）。大阪府の金属スクラブ業者の排出水から微量PCBが検出され（大阪府環境農林水産部,2012）、トランス等の不適正な収集・処理が疑われ、金属スクラブ業者などの廃棄物処理法によらない回収・処理が課題と考えられた。以上より、通常の廃棄物処理設備で事故が発生しやすいもの、および金属スクラブ業者によって不適切に取り扱われやすいものとして、使用済み電気電子機器に含まれる電池類やトナー（カートリッジ）、有害金属などを対象に、安全で効果的なシステム構築を目指して今後の検討を行う。

### 3.2 金属スクラップ火災事例の調査

#### 3.2.1 平成 23 年度の金属スクラップ火災

先行研究「有害物質管理・災害防止・資源回収の観点からの金属スクラップの発生・輸出状況の把握と適正管理方策」を実施した前年度までの傾向に引き続き、今年度も金属スクラップの輸送、貯蔵中に火災が発生している。表3.2.1は、平成23年度に発生したことが確認された金属スクラップ火災事例である。このうち、尼崎市および川崎市内での火災の現場を調べた。ことからその現状、および原因究明に関連した調査を行った。

表3.2.1 平成23年度に確認された金属スクラップの火災事例

年月日	場所	火災概要, 金属スクラップ概要	仕向地	消火活動
2012年1月19日	尼崎市東海岸町	港湾のヤードで保管中の金属スクラップ等8,000m³から出火	中国	消火に43時間要した
2012年3月30日	川崎市川崎区千鳥町	港湾のヤードで保管中の金属スクラップ100m³から出火	中国	消火に約7時間要した
2012年1月21日	下関沖北西29km	船舶火災, DE CHENG(カンボジア船籍)1451トン	韓国(愛知県より)	海上保安庁が実施(詳細不明)

火災の概要は以下のとおりである。
(1) 尼崎市・金属スクラップ火災（図3.2.1）

発生場所：兵庫県尼崎市東海岸町16番地 公共3号岸壁

発生年月日：平成24年1月19日23時頃

覚知年月日：平成24年1月19日23時27分頃（NTT加入電話）

鎮火年月日：平成24年1月21日18時22分（覚知から42時間55分後）

確認された主な混在物：金属スクラップのほか、様々なプラスチック類、電気電子製品・部品

仕向予定地：中国

状態：大量に堆積されてあった。

火災概要：出火当日は、夕方6時まで作業員がおり、作業が行われていた。それから約5時間経過後の夜11時頃に出火した。従って、現場は無人の状態であり、消防への連絡は、対岸の事業所からなされた。港に沿った長さ約220m、幅25mの集積場のうち、北側120mに金属スクラップが置かれていた。出火地点は積み上げられたスクラップの最北部分であった。約8,000m³のスクラップが焼損した。金属類の他、プラスチック類、ウレタン類があったとされたほか、事後の現地調査では灯油タンク、ファンヒータ燃料タンク、洗濯機、掃除機、扇風機、ラジカセ、ラジエター、コイル、コンプレッサ、自転車なども確認された。負傷者等なし。

原因：不明。原因の確定には至らなかったが、深夜、作業が全く行われていない時に出火したこと、スクラップ金属中に電池類や様々な電子部品があり、電池類の短絡（外部、内部）その他によって発熱が起こり、その蓄熱によって徐々に内部温度が上がり、その後、存在した油類、トナー等の有機物の発火、火災になった可能性も考えられた。

消火活動：約42時間にわたって火災は継続し、大量の煙によって周辺工場、住民に被害が出た。消火開始30分後から泡消火剤を使用したが、東と北側に壁があったために消火作業が難航した。東に隣接する石油化学施設への延焼を防ぐよう努められた。

(a) 金属スクラップ

(b) カラートナー粉が漏れたコピー機

図 3.2.1 火災を発生した金属スクラップ（2012 年 1 月、尼崎市）

(2) 川崎市・金属スクラップ金属火災

発生場所：川崎市川崎区千鳥町7番

発生年月日：2012年3月30日2時頃

鎮火年月日：2012年3月30日9時9分

確認された主な混在物：国内の問屋・解体業者から回収された金属スクラップ。事後の現場調査では焼損した現物は輸出後のために確認できなかったが、同種の保管物からモーター、エンジン、配電盤、ケーブルなどが多かったとみられる。

仕向地：中国

状態：金属スクラップ 2,100m^{3} 程度を高さ 7m まで積んで保管していた。

火災概要：金属スクラップ 2,100m^{3} から出火・焼損。出荷が作業時間中でないため、蓄熱発火の可能性が高いとみられる。負傷者等なし。

消火活動：泡消火剤使用。また、高所からの冷却放水や、ユンボで掻き出したスクラップの冷却放水を
実施。

## (3) 金属スクラップ運搬船火災

発生場所：下関沖北西 29km 、 DE CHENG（カンボジア船籍）1451 トン

発生年月日：2012年1月21日午後6時15分（海上保安庁への連絡）

鎮火年月日：詳細不明

確認された主な混在物：金属スクラップ運搬

仕向地：韓国（愛知県より）

状態：金属スクラップ運搬船

火災概要：詳細不明

消火活動：海上保安庁が実施

#### 3.2.2 平成 24 年度の金属スクラップ火災

港湾・船舶（沖合を含む）における金属スクラップの火災については、海上保安庁の集計によって、2008年1月～2011年3月では計21件の金属スクラップ火災が確認されるなど、近年は年間5～6件程度発生してきた（寺園ら,2011）。しかし、表3.2.2に示すように、2012年は13件の火災が発生するなど、これまでの倍程度まで火災発生件数が増加している。表には、現地調査、報道、関係機関からの聞き取りなどによる概要をまとめた。特に9月から10月にかけて7件と多いが、2013年の1月から3月の間も5件発生していることから、2012年後半以降に火災の発生が顕著になっているといえる。一方、港湾以外の陸上については消防庁による集計がなく、正確な件数が把握できないが、港湾・船舶における件数と同程度に発生しているのではないかと考えられる。

金属スクラップの輸出先はすべて中国（ほとんどの場合、寧波か台州）である。スクラップの内容は、モーター・エンジン・配電盤・ケーブルなどの工業系雑品の場合が多い。しかしながら、エアコン・洗濯機・冷蔵庫などの家電リサイクル法対象物や、掃除機・扇風機・炊飯器などの中型家電も多く含まれる場合がある。

金属スクラップ火災の特徴として、これまでほとんどのケースで人災がなく、直接的な経済影響もみられなかった。燃えたスクラップですら中国側バイヤーに購入されるため、輸出業者などに防火のインセンティブが働かないことも課題であった。

しかし、最近では、既に多数の影響・リスクが顕在化しつつある。2012年は火災の影響によって、近隣の阪神高速や福岡都市高速で一時通行止めが発生したり、航路・港湾施設も一時停止するなどの交通障害が発生している。また、港湾の近隣施設であるガスタンクへの引火の恐れ（2012年1月、尼崎）が生じたり、周辺の住民・企業から煙害等の苦情も各地で報告されている。陸上における火災では高压配電線を断線させたことから、約900世帯が停電する（2012年5月、岡山）などの被害も起きている。

また、火災原因については、大規模火災であるほど原因の調査が困難であり、通常は不明で終わることが多い。まれに、発火原因として金属どうしの衝撃発火やバッテリーのショートなどが指摘される場合もあるが、最近では非作業中（夜間や航行中）の自然発火も増加している。一度発火・発煙すると、金属スクラップにおける石油ストーブ・エンジンなどに残存している油分やプラスチックなどの有機物の存在のために容易に延焼している。

火災が発生した場合、消火は容易ではなく、2012年の場合は最大43時間燃え続けている。金属スクラップ火災では、大量放水か泡消火剤によって消火がなされるが、泡消火剤の場合は数百万円以上のコストがかかる場合があり、自治体に重い負担となっている。
表 3.2.2 2012 年以降の金属スクラップ火災事例の概要（港湾、船舶におけるものに限る）

発生日	場所¹	目的地	スクラップの内容²	作業状況	火災原因	備考
2012年1月21日	尼崎	中国	多様(工業系雑品,家電,OA機器)	非作業中	不明	消火時間43時間,近傍の阪神高速で一時通行止め
1月21日	下関(沖合い),豊橋から出航	中国(韓国経由)	工業系雑品か?	非作業中(航行中)	不明
3月30日	川崎	中国	工業系雑品か?	非作業中	不明
6月22日	富山	中国	工業系雑品,自動車解体スクラップ	非作業中	不明(バッテリー疑義物の可能性もあり)
9月19日	長崎(沖合い),名古屋から出航	中国	不明	非作業中(航行中)	不明
9月27日	大阪(湾内)	中国	多様(家電など)	非作業中(航行中)	不明
10月2日	東京	中国	不明	積込作業中	不明
10月4日	福岡	中国(推定)	多様(家電など)	積込・ならし作業中	不明
10月5日	北九州(沖合い),市原から出航	中国	不明(モーター,ケーブル,配電盤などの工業系雑品か?)	非作業中(航行中)	不明
10月9日	豊橋	中国	工業系雑品か?	積込作業中(推定)	不明	消火時間9時間
10月28日	福岡	中国	多様(家電など)	重機で整理中	不明	近傍の福岡都市高速で一時通行止め
11月21日	北九州	中国	工業系雑品か?	積込作業中(推定)	不明
12月23日	福岡	中国(推定・輸出手続き前)	不明	非作業中	不明
2013年1月18日	神戸(沖合い),船橋から出航	中国	多様(工業系雑品,家電など)	非作業中(航行中)	不明
2月19日	大阪	中国(推定・輸出手続き前)	多様(工業系雑品,家電など)	非作業中	不明
2月21日	市原	中国	工業系雑品か?	積込作業中	不明
3月4日	萩	中国(推定・輸出手続き前)	不明(工業系雑品,家電などか?)	積込作業中	不明(石油ストーブの疑い)
3月30日	川崎	中国	工業系雑品か?	積込作業中	不明

1 太字は著者による現場確認を行ったもの（当該金属スクラップの輸出または除去後を含む）

2 現物や写真などによる外観の判断

(1) 燃えたスクラップと消火作業によって傾いた船倉

(2) 燃えたスクラップ

(3) エアコン

(4) ワープロなどの OA 機器

図 3.2.2 2012 年 9 月 27 日に大阪で火災発生した金属スクラップの例

### 3.3 廃棄物処理施設の火災事故事例

本節では、自治体や民間の廃棄物処理施設などでの火災、事故等に関する事例を収集し、整理する。自治体のごみ処理施設における火災、爆発等の事故については、「ごみ処理施設の火災と爆発事故防止対策マニュアル」（社団法人全国市有物件災害共済会、2009年）が詳しい調査を行っている。ごみ処理施設の事故実態と管理運営状況に関して、全国の市や関連一部事務組合を対象（697団体）にアンケート
調査を実施した結果（有効回答 574 団体, 765 施設）、ごみ処理施設全体の事故発生率 $ ^{1} $ は爆発が 10%、火災が 12.4%であり、特にごみ固形燃料化施設での火災事故が多いこと（事故発生率 40%）がわかっている。

火災事故については、過去5年間（2002～2006年度）平均で毎年26%の施設（5年間に571施設2742件発生）で火災トラブル²が、毎年2.5%の火災事故³（5年間に96施設120件）が発生している。出火場所は破砕機や受入貯留ピット、搬送設備で多く、火災発生原因は不明が55%（65件）、破砕機による火花が13%（16件）、過熱金属片が7%（8件）の順に多くなっている。その他（24件）の内訳は、自然発火、溶接作業やグラインダーの火花、発煙筒、溶融スラグ、たばこの不始末等となっている。着火物は原因不明が40%（46件／116件）、ガスボンベ・スプレー缶が24%（28件）、可燃ごみが10%（12件）、粉じんが6%（7件）、塗料類が5%（6件）となっている。爆発事故⁴は、5年間平均で毎年2%の施設で発生しており（5年間に69施設95件発生）、爆発事故の10件に2件は火災事故につながっている。高速回転式破砕機の事故発生率が高く、爆発の主な原因はLPガスボンベ(34%)とエアゾール缶（27%）である。

事業所（製造メーカー）に対策が求められる廃棄物の上位として、「エアゾール缶」、「ガスボンベ」、「ライター」、「バッテリー」が挙げられており、対策としては、「自主回収システムの整備」や「製品の改善（中身排出機構のような危険性を緩和する機能の付加や改善）」が多く求められている。

図3.3.1 火災の発生原因

図 3.3.2 着火物

東京都の廃棄物処理施設等（141 施設）の実態を調査した「廃棄物処理施設等に係る安全対策検討委員会報告書」によると、1996年から2005年の10年間で合計158件の火災が発生している(年平均15.8件)。火災の出火源は、原因不明が26%（41件）、金属と金属の衝撃火花が20%（31件）、破砕機13%（20件）の順に多く、着火源は、ごみくず32%（51件）、LPG（エアゾール用）10%（16件）、合成樹脂くず9%（14件）となっている。

廃棄物を破砕または粉砕する際に、廃棄物に含まれている金属同士または金属と破砕刃等が激しく接触することにより火花が発生し、その火花が周囲に拡散したり、破砕したごみくずやエアゾール缶に残っていたLPGに引火して火災に至っているものと推定される。
図 3.3.3 火災の発生源別件数

図 3.3.4 火災発生時の着火物別件数

このほか、自治体施設以外の廃棄物処理・リサイクル関連施設での事故状況を把握するため、リレーションナル化学災害データベース（Relational Information System for Chemical Accidents Database, RISCAD） $ ^{5} $ とNPO法人災害情報センターの事故情報データベースで、廃棄物処理・リサイクル関連の事故情報を検索した。

RISCAD の自由検索「廃棄物」、発生時期「2000 年以降」 $ ^{6} $ 、発生場所「国内」で発生したものの中から、原子力廃棄物や液体廃棄物に関する事例および火災・爆発以外の汚染事例を除き、さらに、廃棄物処理・リサイクルに関係のない理由と思われる事例（施設・設備不良など）を除き、さらに「電池」「トナー」の処理・リサイクルに関わる事例を追加した結果、36 件の事故事例が検索された。

火災事故の発生原因は、不明16件、破砕機等からの火花8件、蓄熱3件、焼却炉の火種がこぼれる、廃棄物どうしの摩擦の順に多かった。着火物は、廃プラスチック、木くずなどの可燃物が15件と最も多く、うち2件は電池を含んでいた。そのほか、スプレー缶、ガスボンベ、カセットコンロなどが8件、トナー1件、固形燃料2件、その他7件、不明3件となっている。

また、発生場所では、保管場所・置き場や貯蔵ピット・貯蔵タンク、リサイクル施設で多く発生しており、保管・堆積中など作業停止中や粉砕・破砕・裁断作業中での発生が多い。

図 3.3.5 発生原因

図 3.3.6 着火物
図3.3.7 作業の内容

図3.3.8 発生場所

### 3.4 電池類に関連する火災事例

前述のデータベースも含めて、電池類に関連する火災事例をいくつか記す。

まず、電池回収箱での火災として、2009年12月に大阪府内の病院内で出火があり、コイン型リチウム電池と角形積層乾電池（9V）によるショートが原因として疑われた。また、2013年2月には山形県内の家電量販店で電池回収ボックスからの出火があり、スプリンクラーが作動する状況となった。詳しい原因は不明であるが、回収ボックスから焼けたコイン型リチウム電池と角形積層乾電池がみられ、ショートが出火原因と疑われている。

廃棄物の収集運搬と処理段階の火災では、一般にはスプレー缶・ガスボンベが発火・爆発源であることが多いが、電池類が関係しているものもある。名古屋市では2004年の廃棄物週運搬車火災と2008年8月の処理施設火災について、コイン型リチウム電池と角形積層乾電池によるショートの疑いが持たれた。名古屋市消防局では、コイン型リチウム電池と角形積層乾電池によるショートの実験と、コイン型リチウム電池の大量保管の実験を行い、ともに発火を確認している。また、福岡県内のRDFセンターにおいても2012年6月に火災が発生し、角形積層乾電池と金属によるショートの可能性が指摘されている。

加えて、金属スクラップ火災においては原因が不明とされる事例がほとんどであるが、電池類（自動車用鉛蓄電池、UPSなど）が疑われる事例も一部にある。このほか、生産、輸送段階も含めて、国内外でリチウムイオン電池、リチウム電池の火災事例が多数報告されている。

以上より、火災予防の観点から、角形積層乾電池、リチウム電池、リチウムイオン電池は注意が必要な対象とみられ、回収・処理における対策を検討するのが望ましいと考えられる。
### 4. 危険性評価試験

### 4.1 リチウムイオン電池等の圧力容器試験器を用いた危険性評価実験（平成24年度）

リチウムイオン電池は小型・軽量な二次電池で携帯電話、ノートパソコン等に広く使用されている。リチウムイオン電池は電極材料として正極にリチウム含有金属系酸化物（コバルト等）、負極に炭素系材料（黒鉛等）が主に使用されている。電解質としてリチウム塩を有機溶媒に溶かした有機電解液等が用いられる。充放電はリチウムイオンが正極と負極の間を移動することにより行われる。充電状態では負極の炭素中に金属リチウムが含有された状態にある。

リチウムイオン電池が昇温し火災に至る危険性が考えられることから、平成24年度に圧力容器試験器を用いてリチウムイオン電池が昇温した場合の危険性を調べた。試作した試験装置を使うことで、コインタイプだけでなく、最大で単三程度までの大きさの電池類の危険性を明らかにすることができる。また、危険性の比較のために有機過酸化物で熱量計の標準物質として用いられているジ-tert-ブチルパーオキサイド（DTBP）（試料量：10g）についても測定を行った。

#### 4.1.1 実験方法

## (1) 测定试料

パソコン用リチウムイオン電池（18650）：直径18mm、長さ65mm、重量44g

## (2) 测定装置

図 4.1.1 に試作した試験装置を示す。本装置は圧力容器試験器の一種で、電池の温度、容器内の圧力を同時に測定できる。測定間隔（時間）は 0.1(s) とした。測定時の圧力容器内の空間容積は 265cm³ である。(3) 測定条件

電池をスペーサー(長さ50mm)に入れて、圧力容器試験器内に静置した。圧力容器試験器はバンドヒーターで、昇温して加熱した。電池試料は主に熱伝導によって加熱される。電池試料の測定では昇温速度を2.1K/minに調整して、測定を行った。

電池について、パソコンを用いて充電率を0%、50%、94%に設定して測定に供した。なお、起電力にはばらつきは見られるが、充電率94%で起電力4V程度、充電率0%で0-3V程度であった。また、水(50ml)を添加して電池と共存させた状態で測定を行い、水の危険性に及ぼす影響を調べた。

#### 4.1.2 結果と考察

図 4.1.2 に充電率 94% の結果を示す。図 4.1.2 において横軸は経過時間(s)、左軸は圧力(MPa)、右軸は温度（℃）を示す。表 4.1.1 に測定条件と最高温度、最大圧力等の測定結果を示す。温度上昇速度(K/s)および圧力上昇速度(MPa/s)に関してはグラフから最大温度上昇速度および最大圧力上昇速度を求めた。

試料温度は直線的に約 2.1(K/min) の昇温速度で上昇していった。図 4.1.2 で 4,000(s) を過ぎた付近での圧力上昇はガス排出弁が作動したためのものである。充電率 0%、50% および 94% でも、また水の共存下でも同様な圧力上昇が見られた。さらに温度上昇が続くと充電率 50% および 94% ではガス排出弁の作動後、熱暴走による急激な圧力および温度上昇が測定された。急激な発熱は約 180℃ から始まった。充電率 0% ではガス排出弁作動後に急激な温度上昇および圧力上昇は見られなかった。

充電率 0% では激しい熱暴走は起こさなかったが、満充電の場合は激しい熱暴走を起こすことがわかった。この理由として次のことが考えられる。温度が上昇していくとガス排出弁が作動し電解液が蒸発する。さらに温度上昇が続くと正極（リチウム含有金属系酸化物）が負極の炭素と反応して激しい熱暴走に至ると考えられる。なお、測定後、電池からは黒色の炭素とみられる粉が噴出していた。

DTBP の分解と電池の熱暴走の激しさに関して、最大圧力および最高温度で比較すると同じ程度であった。最大温度上昇速度および最大圧力上昇速度は DTBP の方が電池よりも高かった。

水の共存下では水蒸気圧が大きくなるので測定値はその影響を考慮しても、圧力上昇が10-30%程度大きくなった。参考のために175℃（発熱開始温度）の場合の水蒸気圧は0.89MPaである。この理由として負極の炭素中に含有した金属リチウムが水と反応し水素が発生したことが考えられる。水の有無で最高温度を比較すると、水と共存した場合の方が低くなった。これは水の熱容量によるものと考えられる。今回の実験結果から、リチウムイオン電池が加熱されると熱暴走を起こし、火災拡大につながること
が予想される。ただし、発熱開始温度が180℃であることから、電池が破損していない場合で電解液が蒸発していない条件では、常温から電池自体が発熱して熱暴走を起こす可能性は低いと考えられる。

表4.1.1 リチウムイオン電池の危険性評価試験結果のまとめ

充電率
(%)	実験 No.	Tmax
(℃)	Pmax
(MPa)	最大温度
上昇速度
(K/s)	最大圧力
上昇速度
(MPa/s)
0	4	—	—	—	—
50	9	324	1.27	1.3	0.29
50	10	314	1.03	2.0	0.17
94	5	356	2.16	5.2	0.56
94	7	341	1.91	6.0	0.77
94+水	15	258	3.38	5.5	1.60
94+水	16	254	3.31	5.7	1.35
DTBP	3	290	3.14	160	10.9

図 4.1.1 压力容器試験装置

図 4.1.2 リチウムイオン電池の危険性評価試験結果 (充電率 94%の場合)
### 4.2 リチウムイオン電池等の圧力容器試験器を用いた危険性評価実験（平成25年度）

平成 25 年度はリチウムイオン電池の激しい分解が短絡等による電気エネルギーによるものか、あるいは反応性の高い物質による暴走反応によるものかを調べることを目的として、引き続き圧力容器試験器を用いた危険性評価試験を行った。また、圧力容器試験および示差断熱型熱量計によってリチウム電池（コイン型電池）の加熱分解を調べた。

#### 4.2.1 実験方法

(1) 試料

電池 A：リチウムイオン電池（18650）：直径 18mm、長さ 65mm、重量 44g

電池 B：リチウムイオン電池(16340)：直径 16mm、長さ 34mm、重量 17g

電池 C：リチウムイオン電池(10440)：直径 10mm、長さ 44mm、重量 9g

電池 D：リチウム電池（コイン型 1220）：直径 12mm、厚さ 2mm、重量 3g

(2) 测定装置

圧力容器試験器は4.1と同じである。示差断熱型量計は熱損失がない状態（断熱状態）において、発熱開始温度や圧力上昇のような分解の危険性を測定するために用いた。

(3) 测定条件

圧力容器試験器内の電池の静置や加熱条件は4.1と同じである。

リチウムイオン電池について、最初に充電した電池を加温してガス放出弁を作動させた後、一旦常温まで戻し圧力容器から取り出した。ガス放出弁を作動したかどうかは圧力変化を基に判断した。その後、ガス放出弁を作動させた電池を再度常温から加熱し、圧力および温度を測定した。

リチウムイオン電池(電池A)について、パソコンを用いて充電率を約0%、約50%、約100%に設定して測定に供した。その他の電池については充電器を用いて充電して、測定に用いた。なお、起電力にはばらつきは見られるが、充電率100%で起電力4V程度、充電率0%で0～3V程度であった。また、圧力容器試験を用いたリチウム電池（電池D）の測定では水（3g）を添加して電池と共存させた状態で測定を行い、水の危険性に及ぼす影響を調べた。また、示差断熱型熱量計を用いてリチウム電池の危険性について調べた。

#### 4.2.2 結果と考察

再加熱したリチウムイオン電池の電圧を測定するとほぼ0V（最大で0.5V）となっていた。再加熱した電池において急激な上昇が測定されなかった場合、短絡等による電気エネルギーが激しい分解に大きく関与していることが示される。逆に急激な上昇が測定された場合、反応性が高い物質が生成したと考えられる。

表 4.2.1 に測定条件と最高温度、最大圧力等の測定結果を示す。図 4.2.1(a)～(c)に電池 A(充電率 0%)の測定結果を示す。図 4.2.2(a)～(c)に電池 A(充電率 100%)の測定結果を示す。充電率が 100% および 50% の電池を再加熱した場合に激しい分解が観測された。充電率が 0% の電池を再加熱した場合、再加熱しない場合と同様に激しい分解が観測されなかった。このことから、充電によって反応性が高い物質が生成していることがわかった。文献によると立方晶系の酸化コバルトが生成し、激しい分解を起こすことが考えられる（GS Yuasa Technical Report, Vol.2(2), 2005.12）。電池 B および電池 C について示差断熱型熱量計で測定することも計画したが、圧力容器試験器による測定結果から試料容器が破壊されるおそれがあるため測定を取りやめた。

電池 D の示差断熱型熱量計の測定結果を図 4.2.3(a)～(c) に示す。装置の安全のため途中（310℃）で測定を中止した。発熱開始温度は 164℃、最高温度は 324℃、最大圧力 393kPa、最大温度上昇速度 80K/min であった。
表 4.2.1 压力容器試験器によるリチウムイオン電池およびリチウム電池の測定結果

電池	充電率(%)	最高溫度(℃)	最大壓力(MPa)	最大溫度上昇速度(K/s)	最大壓力上昇速度(MPa/s)
A	0	329	0.56	—	—
A	50	300	0.58	55.1	0.877
A	100	348	1.43	63.6	0.529
B	100	301	0.81	55.2	0.660
C	100	203	0.35	24.6	0.198
D	—	390	0.14	—	—
D+水	—	384	1.70	—	—

図 4.2.1(a) 压力容器試験結果

時間 vs. 溫度（電池 A、充電率 0%）

図 4.2.1(b) 压力容器試験結果

時間 vs. 壓力（電池 A、充電率 0%）

図 4.2.1(c) 压力容器試験結果

温度 vs. 压力（電池 A、充電率 0%）
図 4.2.2(a) 压力容器試験結果

図 4.2.2(b) 压力容器試験結果

時間 vs. 溫度（電池 A、充電率 100%）

時間 vs. 壓力（電池 A、充電率 100%）

図 4.2.2(c) 压力容器試験結果

温度 vs. 压力（電池 A、充電率 100%）

図 4.2.3(a) 示差断熱型熱量計の測定結果 時間 vs. 温度

図 4.2.3(b) 示差断熱型熱量計の測定結果 時間 vs. 压力

温度( $ ^{\circ} $ C)

図 4.2.3(c) 示差断熱型熱量計の測定結果 温度 vs. 温度上昇速度